第1章 分子生物学发展简史
分子生物学精选全文
可编辑修改精选全文完整版第一章绪论1、分子生物学简史：分子生物学是研究核酸、蛋白质等所有生物大分子形态、结构特征及其重要性、规律性而相互联系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动的适应自然界到主动的改造和重组自然界的基础科学。
2、分子生物学发展阶段第一阶段：分子生物学发展的萌芽阶段第二阶段：分子生物学的建立和发展阶段第三阶段：分子生物学的深入发展和应用阶段3、分子生物学的主要研究内容DNA重组技术；基因表达调控研究；生物大分子的结构与功能的研究；基因组、功能基因组与生物信息学的研究第二章染色体与DNA1、名词解释：不重复序列：在单倍体基因组中只有一个或几个拷贝的DNA序列。
真核生物的大多数基因在单倍体中都是单拷贝。
中度重复序列：每个基因组中10～104个拷贝。
平均长度为300 bp，一般是不编码序列，广泛散布在非重复序列之间。
可能在基因调控中起重要作用。
常有数千个类似序列，各重复数百次，构成一个序列家族。
高度重复序列：只存在于真核生物中，占基因组的10%~60%，由6~10个碱基组成。
卫星DNA（satellite DNA）:又称随体DNA。
卫星DNA是一类高度重复序列DNA。
这类DNA是高度浓缩的，是异染色质的组成部分。
微卫星DNA（microsatellite DNA）：又称短串联重复序列，是真核生物基因组重复序列中的主要组成部分，主要由串联重复单元组成。
重叠基因（overlapping gene,nested gene）:具有部分共同核苷酸序列的基因，及同一段DNA携带了两种或两种以上不同蛋白质的编码信息。
重叠的序列可以是调控基因也可以是结构基因部分。
多顺反子（polycistronic mRNA ) ：编码多个蛋白质的mRNA称为多顺反子mRNA 。
单顺反子(monocistronic mRNA) ：只编码一个蛋白质的mRNA称为单顺反子mRNA。
DNA的转座：又称移位（transposition)，是由可移位因子介导的遗传物质重排现象。
分子生物学的发展简史与研究内容
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•二、分子生物学的发展简史
• 3. 发展阶段（1970年代以后）
2003年，美国、日本、英国、法国、德国、中国 六国科学家共同宣布人类基因组计划的完成
• 人们认为人类基因 组计划是继“曼哈顿”原 子弹计划、“阿波罗”登 月计划之后自然科学史上 的第三大计划。 • 中国从1993年开始正式启动了人类基因组计 划，在国际人类基因组计划中承担了“1%项目”的 测序工作，是参加人类基因组计划唯一的发展中国 家。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
• 第11章 调控线路 第12章 噬菌体策略 •第4部分 DNA 第13章 复制子 第14章 DNA的复制 第15章 重组与修复 • 第16章 转座子 第17章 反转录病毒和 • 反转录转座子 第18章 DNA重排 •第5部分 细胞核 第19章 染色体 第20章 核小体
• DNA密度测量说明这种螺旋结构应有两条链 • 不论碱基数目多少，G的含量总是与C一样
，而A与T 也是一样
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•二、分子生物学的发展简史
• 2. 创立阶段（1950~1970年代）
1953年，Sanger 完成了第一个蛋白质 -胰岛素的氨基酸全 序列分析，这项研究 使他单独获得了 1958年的诺贝尔化 学奖。
•二、分子生物学的发展简史
• 2. 创立阶段（1950~1970年代）
1966年， Nirenberg和Khorana解读了遗传密 码
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•二、分子生物学的发展简史
• 3. 发展阶段（1970年代以后）
1967年，Gellert发现DNA连接酶 1970年，Smith等分离得到第一个类型Ⅱ限制性 内切酶 1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病毒 中发5年，孟德尔发表了他的《植物杂交实验》 一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。孟德 尔被誉为遗传学的奠基人。
简述分子生物学发展史
简述分子生物学发展史分子生物学的发展大致可以分为三个阶段，第一个是准备和酝酿阶段，第二个是现代分子生物学的建立和发展阶段，第三个是初步认识生命本质并改造生命的深入发展阶段。
下面将就这三个阶段的主要任务和功绩做简单的介绍。
第一阶段：在上世纪的后期，巴斯德由于发现了细菌而在自然科学史上留下丰功伟绩，但是他的“活力论”观点，即认为细菌的代谢活动必须依赖完整细胞的看法，却阻碍了生物化学的进一步发展。
直至1890～1900年问suchner兄弟证明酵母提出液可使糖发酵之后，科学家们才认识到细胞的活动原来可以再拆分为更细的成分加以研究。
此后相继结晶了许多酶，如腺酶（Sumner，1926）、胰蛋白酶（Northrop，1930）及胃蛋白酶（Northrop及Kunitz，1932）等，并且证实了这些物质都是蛋白质。
这些成果开辟了近代生物化学的新纪元。
事实上，分子生物学正是在科学家们打破了细胞界限之日诞生的。
在这以后的几十年间，科学界普遍认为，蛋白质是生命的主要物质基础，也是遗传的物质基础。
与此同时，被湮没达35年之久的孟德尔遗传定律（1865），又被重新发现，摩根等在这个定律基础上建立了染色体学说，使遗传学的研究引起了科学界的重视。
这个时期，尤其是在第一次世界大战之后，正是物理学空前发达的年代，量子理论和原子物理学的研究表明，尽管自然界的物质变化万千，但是组成物质的基本粒子相同，它们的运动都遵循共同的规律。
那么，是否可以应用物理学的基本定律来探讨和解释生命现象呢？不少科学家抱着这个信念投身到生命科学的研究中，从而开始了由物理学家、生化学家、遗传学家和微生物学家等协同作战的新时期，在这个时期里，科学家们各自沿着两条并行不悖的路线进行研究。
一派是以英国的Astbury等为代表的所谓结构学派（structurists)，他们主要用ｘ射线衍射技术研究蛋白质和核酸的空间结构，认为只有搞清生物大分子的三维结构，才能阐明生命活动的本质，分子生物学一词正是Astbury在1950年根据他的这一思想首先提出来的。
分子生物学发展简史
分子生物学发展简史1.DNA的发现：19世纪末至20世纪初，生物学家们开始研究细胞核中的染色质，发现其中存在着一种未知的物质。
1909年，乌拉圭生物学家戈梅斯发现这种物质与遗传有关，他将其命名为染色质物质。
之后的几十年中，科学家们陆续发现了DNA（脱氧核糖核酸）和RNA（核糖核酸）的存在，并确定了它们在遗传信息传递和蛋白质合成中的重要作用。
2.DNA的结构解析：1953年，詹姆斯·沃森和弗朗西斯·克里克成功解析出DNA的双螺旋结构，并提出了DNA的复制和遗传信息传递的模型。
这一发现为现代分子生物学的发展奠定了基础。
3.重组和转化：1960年代，赫尔曼·莫拉和塞西尔·赫尔希等科学家们发现了重组DNA技术，使得科学家们能够将来自不同生物体的基因片段组合成新的DNA分子。
这一技术的发展不仅推动了基因工程的发展，也为分子生物学的研究提供了重要的工具。
4.基因调控的研究：20世纪60年代后期，弗朗西斯·克里克和詹姆斯·怀森伯格提出了“中心法则”，即DNA决定RNA，RNA决定蛋白质，从而启发了对基因调控的研究。
科学家们开始研究基因的表达调控机制，发现在基因启动子和转录因子之间存在特定的结构和相互作用关系。
5.基因组学的兴起：1990年，国际人类基因组计划正式启动，旨在测序和研究人类基因组，为人类疾病的研究提供基础。
随后，基因组学的发展迅速，细菌、动植物和其他生物的基因组也相继被测序，为生物学研究提供了更多的资源。
6.RNA干扰和基因沉默研究：1998年，安德鲁·赛克雷和克雷格·梅罗发现RNA干扰现象，即通过寡核苷酸对RNA进行特异性沉默。
这一发现引起了巨大的轰动，并为基因沉默研究提供了新的方法和概念。
7.蛋白质组学的发展：随着基因组学的成熟，科学家们开始关注生物体内的蛋白质组成和功能，开展了蛋白质组学的研究。
通过高通量的蛋白质质谱技术，科学家们可以更全面地研究蛋白质的结构和功能。
分子生物学基础第一章绪论 第二节分子生物学发展简史
第二节 分子生物学发展简史
4．生物分类学与分子生物学
分类和进化研究是生物学中最古老的领域，它们同样由于分子生物 学的渗透而获得了新生。过去研究分类和进化，主要依靠生物体的形态， 并辅以生理特征，来探讨生物间亲缘关系的远近。现在，反映不同生命 活动中更为本质的核酸、蛋白质序列间的比较，已被大量用于分类和进 化的研究。由于核酸技术的进步，科学家已经可能从已灭绝的化石里提 取极为微量的DNA分子，并进行深入的研究，以此确证这些生物在进化 树上的地位。
从学科范畴上讲，分子生物学包括生物化学；从研究的 基本内容讲，遗传信息从DNA到蛋白质的过程，其许多内容 又属于生物化学的范畴。
第二节 分子生物学发展简史
2．分子生物学与细胞生物学 细胞生物学是在细胞、细胞超微结构和分子水平等不同 层次上，以研究细胞结构、功能及生命活动为主的基础学科。 分子生物学是细胞生物学的主要发展方向，也就是说，在分 子水平上探索细胞的基本生命规律，把细胞看成是物质、能 量、信息过程的结合，而且着重研究细胞中的遗传物质的结 构、功能以及遗传信息的传递和调节等过程。 3．遗传学与分子生物学 遗传学是分子生物学发展以来受影响最大的学科。孟德 尔著名的皱皮豌豆和圆粒豌豆子代分离实验以及由此得到的 遗传规律，纷纷在近20年内得到分子水平上的解释。越来越 多的遗传学原理正在被分子水平的实验所证实或摈弃，许多 遗传病已经得到控制或矫正，许多经典遗传学无法解决的问 题和无法破译的奥秘，也相继被攻克，分子遗传学已成为人 类了解、阐明和改造自然界的重要武器。
第二节 分子生物学发Hale Waihona Puke 简史三、分子生物学的现状与展望
1．功能基因组学 2．蛋白质组学 3．生物信息学
分子生物学基础
第一章 绪 论
分子生物学概述发展简史主要研究内容
蛋白质合成与调控机制
蛋白质合成
蛋白质合成包括转录和翻译两是以mRNA为模板合成蛋白质的过程。
调控机制
蛋白质合成的调控机制包括基因表达调控和翻译后调控。基因表达调控主要发生在转录 水平，通过控制转录的起始、延伸和终止来影响mRNA的合成。翻译后调控则发生在 蛋白质合成之后，通过蛋白质的修饰、折叠、定位以及与其他蛋白质的相互作用等方式
白质合成等。
基因工程技术诞生与应用拓展
1973年，科恩伯格发明了DNA重组技术，实现了不同来源DNA片段的连 接和重组。
1975年，保罗·伯格成功进行了第一次基因克隆实验，标志着基因工程技 术的诞生。
基因工程技术在农业、工业、医学等领域得到广泛应用，如转基因作物培 育、生物制药、基因治疗等。
当代进展：高通量测序技术等创新突破
DNA功能
DNA是储存遗传信息的载体，通过复制将遗传信息传递给下一代，指导蛋白质的 合成从而控制生物的性状。
RNA种类与功能
RNA种类
根据结构和功能的不同，RNA可分为 信使RNA（mRNA）、转运RNA（ tRNA）和核糖体RNA（rRNA）三类 。
RNA功能
mRNA是合成蛋白质的模板，tRNA 在蛋白质合成过程中起转运氨基酸的 作用，rRNA与核糖体蛋白共同构成核 糖体，参与蛋白质的合成。
来影响蛋白质的功能和稳定性。
02
分子生物学发展简史及重要成果
早期探索：遗传物质发现与性质研究
1865年，孟德尔通过豌豆实验 揭示了遗传规律，为遗传学奠
定了基础。
1910年，摩尔根通过果蝇实验 证明了基因位于染色体上，确 立了染色体遗传理论。
1900年，重新发现孟德尔定律 ，遗传学开始成为一门独立学
分子生物学发展史(一)2024
分子生物学发展史（一）引言：分子生物学是研究生物体内分子结构、功能和相互关系的学科。
自分子生物学的兴起以来，它不断取得了重大突破，在生物学领域发挥了重要的作用。
本文将介绍分子生物学发展史的第一部分，主要包括五个大点。
一、DNA的发现与研究1. 草始先生的贡献：通过豌豆杂交实验揭示了遗传规律。
2. 格里菲斯的实验：提出了“变换原则”，指出DNA是遗传物质。
3. 拉沙福尔的实验：通过放射性同位素示踪技术证明了DNA是遗传物质的基因。
二、DNA的结构与复制1. 克里克与沃森的发现：提出了DNA的双螺旋结构模型。
2. 密丝·富兰克林的X射线衍射研究：为双螺旋结构的提出提供了实验证据。
3. 复制过程的揭示：揭示了DNA的复制方式为半保留复制。
三、RNA的发现与功能1. 林纳斯·鲍林的研究：发现了RNA分子的存在和结构。
2. 运输RNA(tRNA)的发现：揭示了tRNA在蛋白质合成中的重要作用。
3. 信息转录与翻译过程：揭示了RNA在基因表达中的重要作用。
四、基因的调控与表达1. 诺雷斯及雅各布的研究：发现了阻遏基因和诱导基因的存在。
2. 应答元件的发现：揭示了基因表达调控的分子机制。
3. 转录因子的研究：揭示了转录因子在基因调控中的关键作用。
五、PCR技术的出现1. 出现PCR技术的背景：分子生物学发展的需求。
2. 凯里·穆利斯的发现：提出了PCR技术的概念。
3. PCR技术在研究中的应用：在DNA克隆、基因测序等方面的重要应用。
总结：分子生物学的发展史见证了人们对生物界的深入探索和理解。
DNA的发现与研究、DNA的结构与复制、RNA的发现与功能、基因的调控与表达、以及PCR技术的出现，都为我们揭示了生物体内分子的奥秘，并且为基因工程、生物医学研究等领域的发展奠定了基础。
分子生物学的进一步发展必将为人类生活带来更多惊喜。
分子生物学发展简史
分子生物学发展简史作者：佚名来源：37C医学网 2004-6-22分子生物学的发展大致可分为三个阶段。
一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年E milFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger和Thomp son完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是DNA虽然1868年F.Miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。
20世纪20-30年代已确认自然界有DNA和RNA两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。
由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出D NA中A、G、C、T含量是大致相等的结果，因而曾长期认为DNA结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。
40年代以后实验的事实使人们对核酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。
分子生物学概论基因、基因组和基因组学
三、分子生物学的主要研究内容
1. 核酸的分子生物学 研究核酸的结构及其功能，包括核酸/基因组 的结构、遗传信息的复制、转录与翻译，核酸 存储的信息修复与突变，基因表达调控和基因 工程技术的发展和应用等。遗传信息传递的中 心法则是其理论体系的核心。
17
2. 蛋白质的分子生物学
研究蛋白质的结构与功能。
蛋白质的研究比早，但难度较 大，发展较慢。近年来在蛋白质 的结构及其与功能关系方面取得 了一些进展，但是对其基本规律 的认识尚缺乏突破性的进展。
18
3. 细胞信号转导的分子生物学
研究细胞内、细胞间信息 传递的分子基础。
生物体的细胞分裂与分化及其它各种功能的完 成，均依赖于环境所赋予的各种信号。
在外源信号的刺激下，细胞将信号转变为一系 列的生物化学变化，例如蛋白质构象的转变、蛋 白质分子的磷酸化以及蛋白与蛋白互作的变化等， 从而使其发生改变以适应内外环境的需要。
3
二、分子生物学发展简史
• 分子生物学的发展大致可分为三个阶段： 1. 准备和酝酿阶段 2. 现代分子生物学的建立和发展阶段 3. 初步认识生命本质并开始改造生命的深入发展
阶段
4
1.准备和酝酿阶段
19世纪后期---20世纪50年代初。该阶段产生了两点对生命 本质的认识上的重大突破：
确定了蛋白质是生命活动的主要物质基础
● 1900年，孟德尔遗传规律被证实，成为近代遗传 学基础。
● 1910年，Morgan的染色体—基因遗传理论 ， Gene 存在于染色体上。进一将“性状”与“基 因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
7
● 1944年，美 国微生物学家 Avery证明肺炎 球菌转化因子 就是DNA分子， 提出 DNA是遗 传信息的载体。
分子生物学的发展简史与研究内容
1865年，孟德尔发表了他的《植物杂交实验》 一文，首次阐述了生物界有规律的遗传现象。孟德 尔被誉为遗传学的奠基人。
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
基因学说的提出 1910年，Morgan的染色体— 基因遗传理论 ，Gene 存在于染色体上。进一步将 “性状”与“基因”相耦联。
分子生物学实验参考书目
Hale Waihona Puke •分子克隆实验指南•[美]J.萨姆布鲁克 ，科学出版社，2002
•上册
第1章 质粒及其在分子克隆中的应用
第2章 λ噬菌体及其载体
第3章 M13噬菌体载体 第4章 高容量载体的应用 第5章 DNA凝胶电泳和脉冲场琼脂糖凝胶电 泳
第6章 真核基因组DNA的制备和分析 第7章 真核mRNA的提取、纯化和分析 第8章 聚合酶链式反应体外扩增DNA 第9章 放射性标记DNA探针与RNA探针的制 备
附录2 培养基 附录3 载体和细菌菌株 附录4 分子克隆所用的酶 附录5 酶的抑制物 附录6 核酸 附录7 密码子和氨基酸 附录8 分子克隆中的常用技术 附录9 检测系统 附录10 DNA陈列技术
课程考核
• 平时成绩：20%（文献报告）
从第六周开始，一周两人，每人做一份文献报告，要 求： 选择一篇与本人研究课题有关的SCI，IF>5 应用到分子生物学的技术手段 解释方法、阐述原理、证明结论
•不同水平上对生命现象的研究
从宏观到微观
整体水平 细胞水平 分子水平
分子生物学
• 微观生物学的前沿 • 宏观生物学的基础 • 现代生物学的带头学科
书山有路勤为径， 学海无涯苦作舟
•一、分子生物学的定义
•分子生物学源于 • 遗传学（基因学说）
• 生物化学（生化手段和技术）
什么是分子生物学分子生物学发展简史(一)
什么是分子生物学分子生物学发展简史（一）引言概述：分子生物学是研究生命现象的最基本单位——分子的结构、功能和相互作用的学科。
它不仅为理解生命活动的机制提供了深入的认识，还在医学、农业、环境保护等领域发挥着重要作用。
本文将从分子生物学的起源开始，概述其发展的历史，并详细介绍分子生物学的五个重要方面。
一、分子生物学的起源1. DNA的发现和结构解析2. 基因的概念和遗传物质的特性3. DNA复制、转录和翻译的基本过程4. 蛋白质合成的分子机制5. 早期的技术手段对分子生物学研究的贡献二、基因调控1. 转录调控的基本原理2. 转录因子和启动子的结构和功能3. 转录后修饰对基因调控的影响4. 遗传密码和翻译的调控机制5. 长非编码RNA在基因调控中的作用三、基因突变与人类遗传疾病1. 点突变和染色体突变的分类和特征2. 突变对基因功能的影响3. 遗传疾病的发生机制4. 分子诊断技术在遗传疾病中的应用5. 基因治疗在遗传疾病中的前景四、基因工程技术1. 重组DNA技术的原理和方法2. 基因克隆和表达的应用3. 基因编辑技术的发展和应用4. 基因转导和基因治疗的原理5. 基因工程在农业和工业上的应用五、系统生物学1. 生物大分子相互作用网络的构建和分析2. 代谢通路的数学模型与仿真3. 生物系统的建模和模拟4. 生物大数据分析在系统生物学中的应用5. 系统生物学对药物筛选和疾病治疗的意义总结：分子生物学作为一门进展迅速的学科，通过研究分子结构和功能揭示了生命的奥秘。
从基因调控到基因突变与遗传疾病，再到基因工程技术和系统生物学，分子生物学在各个领域都发挥着重要的作用。
随着技术的不断发展，分子生物学将继续推动科学的进步，为人类的健康和未来的发展带来更多的希望。
分子生物学发展简史
分子生物学发展简史分子生物学的发展大致可分为三个阶段。
一、准备和酝酿阶段19世纪后期到20世纪50年代初，是现代分子生物学诞生的准备和酝酿阶段。
在这一阶段产生了两点对生命本质的认识上的重大突破：确定了蛋白质是生命的主要基础物质19世纪末Buchner兄弟证明酵母无细胞提取液能使糖发酵产生酒精，第一次提出酶（enzyme）的名称，酶是生物催化剂。
20世纪20-40年代提纯和结晶了一些酶（包括尿素酶、胃蛋白酶、胰蛋白酶、黄酶、细胞色素C、肌动蛋白等），证明酶的本质是蛋白质。
随后陆续发现生命的许多基本现象（物质代谢、能量代谢、消化、呼吸、运动等）都与酶和蛋白质相联系，可以用提纯的酶或蛋白质在体外实验中重复出来。
在此期间对蛋白质结构的认识也有较大的进步。
1902年EmilFisher证明蛋白质结构是多肽；40年代末，Sanger创立二硝基氟苯（DNFB）法、Edman发展异硫氰酸苯酯法分析肽链N端氨基酸；1953年Sanger和Thompson完成了第一个多肽分子--胰岛素A链和B链的氨基全序列分析。
由于结晶X-线衍射分析技术的发展，1950年Pauling和Corey提出了α-角蛋白的α-螺旋结构模型。
所以在这阶段对蛋白质一级结构和空间结构都有了认识。
确定了生物遗传的物质基础是DNA虽然1868年F.Miescher就发现了核素（nuclein），但是在此后的半个多世纪中并未引起重视。
20世纪20-30年代已确认自然界有DNA 和RNA两类核酸，并阐明了核苷酸的组成。
由于当时对核苷酸和硷基的定量分析不够精确，得出DNA中A、G、C、T含量是大致相等的结果，因而曾长期认为DNA结构只是“四核苷酸”单位的重复，不具有多样性，不能携带更多的信息，当时对携带遗传信息的侯选分子更多的是考虑蛋白质。
40年代以后实验的事实使人们对核酸的功能和结构两方面的认识都有了长足的进步。
1944年O.T.Avery等证明了肺炎球菌转化因子是DNA；1952年A.D.Hershey和M.Cha-se用DNA35S和32P分别标记T2噬菌体的蛋白质和核酸，感染大肠杆菌的实验进一步证明了是遗传物质。
第1章 绪论 分子生物学的发展史
② DNA的组成成分
u 德国化学家 Albrecht Kossel u 分离得到单核苷酸； u 阐明核酸的主要成分是核糖、磷酸和碱基；
1853-1927 Albrecht Kossel
1910 Nobel Prize in Physiology or Medicine
③ DNA的空间结构
第一章 绪论 分子生物学的发展史
主要内容
第一节 分子生物学的概念 第二节 分子生物学的发展简史 第三节 分子生物学的研究概况
第一节 分子生物学的概念
一、什么是分子生物学 二、分子生物学的起源
一、什么是分子生物学？
广义的定义： 在分子水平上解释生物学现象。 （难以与生物化学区分）
严格的定义： 在分子水平上研究基因的结构和功能。
① DNA是遗传物质 ② DNA的半保留复制 ③ one-gene/one-enzyme hypothesis ④ 基因如何决定多肽？ ⑤ 逆转录的发现
① DNA是遗传物质
1944, Oswald Avery demonstrated that the chromosome is composed of DNA. Not RNA or protein !
u 20世纪中期开始的分子遗传学（ Molecular Genetics ）阶段，是分子生物学的发展阶段；
二、分子生物学的奠基阶段
u 传递遗传学 u 代表人物：孟德尔、摩根
u In 1865, Gregor Mendel published Mendelian inheritance (孟德尔遗传定律 ).
遗传就是将来自亲本的 各种性状混合后传给子代
遗传性状依靠独立的遗传因子传 递给后代；每一个亲本只传递一 半的遗传因子给每一个子代。
分子生物学本科ppt第一章
80%
信号转导途径
信号分子与受体结合后，通过级 联反应传递信息的过程。
基因表达调控
转录调控
DNA上的基因通过转录过程合成mRNA，转录调控决定mRNA的合 成量。
翻译调控
mRNA上的遗传信息通过翻译过程合成蛋白质，翻译调控影响蛋 白质的合成速度和数量。
03
分子生物学技术
基因克隆和DNA测序
基因克隆
基因编辑
利用CRISPR-Cas9等基因编辑技术，对特定基因进行精确的修改，如插入、删 除或替换特定碱基。
基因表达ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ析
转录组分析
通过高通量测序技术，检测特定条件下细胞或组织中所有基因的转录本，以分析 基因表达谱。
蛋白质组分析
利用质谱等技术，对细胞或组织中所有蛋白质进行鉴定和定量，以分析蛋白质表 达谱。
分子生物学的发展推动了生物技术的进步，为人类 带来了许多重要的应用，如基因工程、蛋白质工程 、生物制药等。
分子生物学的发展历程
01
02
03
04
19世纪末期
科学家开始研究生物大分子的 结构和功能，如蛋白质和核酸 。
20世纪50年代
20世纪70年代
21世纪初
DNA双螺旋结构的发现，开启 了分子遗传学的研究。
代谢组学
研究生物体内代谢产物的变化和调控，揭示代谢 过程的规律和机制。
02
分子生物学基础知识
生物大分子：DNA、RNA和蛋白质
DNA
脱氧核糖核酸，携带遗传信息的生物大分子，由四 种脱氧核苷酸组成，以双螺旋结构存在。
RNA
核糖核酸，存在于细胞质和细胞核中，分为mRNA 、tRNA和rRNA等类型，参与蛋白质合成。
工业生物技术是指利用微生物和酶的 技术，在工业生产中实现高效、环保 和可持续的生产方式，如生物燃料、 生物塑料等。
分子生物学技术第一章
叶丽颖 liyingye001@ QQ：2534671205
一 分子生物学的发展历程 二 分子生物学的研究内容 三 分子生物学相关参考书
一 分子生物学的发展历程
1
孕育阶段（1820——1950）
2
创立阶0年以后）
一 分子生物学的发展历程
1
孕育阶段（1820——1950）
2
创立阶段（1950——1970）
3
发展阶段（1970年以后）
1838 Matthias Jakob Schleiden
Schwann , Theodor 1839
提出“细胞学说”
1865 Gregor Johann Mendel
孟德尔定律
1869 Friedrich Miescher
2
创立阶段（1950——1970）
3
发展阶段（1970年以后）
• 1970年，H.M.Temin和D.Baltimore从RNA肿瘤 病毒中发现逆转录酶，完善了遗传学的中心法则。
• 1972-1973年，H.Boyer和P.Berg等人发展了 DNA重组技术，于1972年获得了第一个重组 DNA分子，1973年完成了第一例细菌基因克隆
2534671205分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程分子生物学的研究内容分子生物学的研究内容分子生物学相关参考书分子生物学相关参考书分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程孕育阶段18201950创立阶段19501970发展阶段1970年以后分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程孕育阶段18201950创立阶段19501970发展阶段1970年以后提出细胞学说matthiasjakobschleiden1838schwanntheodor18391869friedrichmiescher首次从莱茵河鲑鱼精子中分离dna1910morgan染色体的基因遗传理论1933获得诺贝尔生理医学奖1944oswaldaveryoswaldavery染色体的基因遗传理论griffith分子生物学的发展历程分子生物学的发展历程孕育阶段18201950创立阶段19501970发展阶段1970年以后dna双螺旋结构1953jamesjameswatsonfranciswatsonfranciscrickcrickrosalindfranklinmauricewillins1962年watsoncrick和willkins共享诺贝尔生理医学奖rna也是重要的遗传物质1957heinzfraenkelconrat和bsingre的杂合病毒实验dna半保留复制matthewmeselson
浅谈分子生物学发展简史
浅谈分子生物学发展简史【摘要】分子中生物学有广义和狭义之分，本文从狭义分子生物学出发对分子生物学的发展阶段进行划分，对各阶段分子生物研究内容进行简介。
【关键词】狭义分子生物学发展阶段人们一般将分子生物学画分为三个阶段，即人类对DNA和遗传信息传递的认识阶段，重组DNA技术的建立和发展阶段和重组DNA技术的应用和分子生物学的迅猛发展阶段。
这种划分方法使人们对于分子生物学的发展有了较为清晰的认知，但并不能完全的概括分子生物学的发展史。
下面将以以上三个阶段为基础从分子生物学的起源到如今的发展进行更为详细的划分。
一、遗传本质认知阶段达尔文的进化论使人类对于遗传和变异现象有了明确的认识，紧接着是孟德尔的豌豆实验，起初孟德尔豌豆实验并不是有意为探索遗传规律而进行的。
他的初衷是希望获得优良品种，只是在试验的过程中，逐步把重点转向了探索遗传规律。
除了豌豆以外，孟德尔还对其他植物作了大量的类似研究，其中包括玉米、紫罗兰和紫茉莉等，以期证明他发现的遗传规律对大多数植物都是适用的。
经过整整8年（1856-1864）的不懈努力，终于在1865年发表了《植物杂交试验》的论文，提出了遗传的第一定律和第二定律且提出了遗传单位是遗传因子（现代遗传学称为基因）的论点，这也是人们对于决定遗传规律本质物质第一次有了较为科学的认知。
此阶段归结为遗传本质认知阶段。
二、遗传物质认知阶段在对细胞进行分析的过程中，科学家们相继结晶了许多酶，如1926年的腺酶、1930年的胰蛋白酶以及1932年的胃蛋白酶等，并且经过科学家们的证实，这些物质都是蛋白质。
这些成果无疑是开创性的，它们开辟了近代生物化学的新纪元。
但是这也对大多数科学家产生了误导，在各种蛋白质酶类被发现以后的几十年间，科学界普遍认为，蛋白质是生命的主要物质基础，也是遗传的物质基础。
其实，早在1869年，瑞士生物化学家约翰•米歇尔在研究脓细胞的时候就获得了十分重要的发现。
当时人们认为脓细胞主要是由蛋白质构成，然而米歇尔注意到某种不属于迄今已知的任何蛋白质物质的存在。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
分子生物学授课专业：生物技术、生物科学玉林师范学院生命科学与技术学院王小敏（***************）2013.9•授课对象：生物技术、生物科学•授课学时：42学时•教学办法：•1.教师主讲•2.学生参与•考核形式：考试80%+平时20%Reference•1 . 分子克隆实验指南•2. 精编分子生物学实验指南•3. PCR技术实验指南•4. 分子生物学实验基础•5. 现代分子生物学实验技术•6. 分子生物学实验技术•7. 分子生物学基础技术•生物技术各网站论坛：小木虫、生物谷、螺旋网、丁香园等第一章分子生物学发展简史1.1 分子生物学的起源分子生物学侧重于从分子水平研究遗传信息的传递、表达和调控，是在遗传学和生物化学基础上发展起来的学科。
分子生物学起源可以追溯到经典遗传学或称传递遗传学。
传递遗传学侧重于研究遗传性状从亲本向子代传递的规律。
1.1.1 传递遗传学(transmission genetics)1858~1865年间，孟德尔研究了植物遗传现象，发现了分离定律和自由组合定律。
提出了遗传因子(后改称基因)的概念。
孟德尔是经典遗传学或传递遗传学的奠基人。
1910年，摩尔根利用果蝇进行试验，发现了连锁遗传规律，证实了染色体遗传学说，首次将遗细胞学说、进化论和遗传学三定律是现代生物学的三大基石。
孟德尔Gregor Mendel (1822-1884),奥地利科学家，经典遗传学的奠基人1857-1864的7年中，进行了豌豆的杂交研究，1865年发表了他的划时代的论文《植物杂交试验》在论文中提出了“遗传因子”的概念，并得出了三条规律：●显性规律(The Law of Dominance)●分离规律(The Law of Segregation)●自由组合规律(The Law of Independent Assortment)1.1.2 分子遗传学(molecular genetics)1869年，Miescher分离出核酸。
1944年，Avery通过肺炎球菌转化试验证明DNA是遗传物质。
1952年，Hershey和Chase利用噬菌体感染细菌实验证明了Avery的结论。
1953年，Waston和Crick提出了DNA的双螺旋结构模型，推动了分子生物学的形成，使生命科学全面进入分子水平研究的时代，是分子生物学发展史上的里程碑。
1910年，Morgan的染色体—基因遗传理论，基因存在于染色体上。
进一步将“性状”与“基因”相耦联，成为现代遗传学的奠基石。
基因学说、连锁遗传规律Watson and Crick提出的DNA双螺旋模型(double helix)1938年洛克菲勒基金会主席Warren Weaver在年终报告里提到“渐渐地又产生了一门科学——分子生物学(Molecular Biology)，这是揭开许多生命细胞基本单元奥秘的开端……”。
1938年Astburu, W.T.和Bell, F.D.首次发表脱氧核糖核酸的X光衍射研究。
Astburu, W.T.和Bell, F.D.认为是他们于1950年在Harvey演讲时首先提出分子生物学这个术语。
Erwin chargaff：“没有执照的生物化学实践”Crick：强调学科交叉：“我……不得不称自己是分子生物学家。
因为当别人问我是做什么工作时，我不想一次次的解释我是结晶学家、生物物理学家、生物学家、遗传学家……的混合物。
”Monod：“分子生物学家的新意是认识到生物体的基本性质可以用大分子的结构来解释。
”生化、遗传、分子生物学和生物物理学的界限变得越来越不明显。
学科关系分分子生物学子遗传学遗传学学科地位•是当前生命科学中发展最快的前沿领域正在与其它学科广泛交叉与渗透的重要前沿领域临床医学分子生物学1.2 分子生物学的发展1953 Watson & Crick DNA Double Helix Model及随后Crick提出的Central Dogma 中心法则基因的自我复制能力解释了基因的两个基本属性基因控制性状表达的能力从此核酸的分子生物学得到了迅猛的发展McClintock B. 50年代初发现称转座元件。
1983年获得诺贝尔奖。
1958年，Meselson 和Stahl证明DNA半保留复制。
半保留复制是遗传消息能准确传代的保证。
是物质稳性的分子基础。
Stahl Meselson1961年，法国科学家Jacob和Monod提出操纵子学说1965 Jacob ＆Monod （法国）此外，1953年，Zamecnik发现蛋白质的合成场所是核糖体Francis Jacob Jacques Monod提出并证实了Operon作为调节细菌细胞代谢的分子机制，首次提出mRNA分子的存在。
1962 Kendrew ＆Perutz (英国)John C. Kendrew Max F. Perutz 测定了肌红蛋白及血红蛋白的高级结构(三级) 成为研究生物大分子结构的先驱1968 Nirenberg, Holly ＆Khorana康奈尔大学国立卫生研究院威斯康星大学Marshall W. NirenbergR obert W.HolleyHar GobindKhorana酵母phetRNA的核破译了遗传密码苷酸序列并证明了所有tRNA三级结构第一个合成了核酸分子，并人工复制1970年，Temin 和Baltimore在RNA肿瘤病毒中发现逆转录酶。
The Nobel Prize in Physiology or Medicine 1978"for the discovery of restriction enzymes and their application toproblems of molecular genetics"Werner Arber Daniel Nathans Hamilton O. SmithBiozentrum der Universität Switzerland 1929 - J ohns HopkinsUniversity School ofMedicineJohns HopkinsUniversity School ofBaltimore, USA 1928 - 1999 1931 -FrederickSanger酶法核苷酸测序的设计者Walter Gilbert Paul Berg化学测序法的设计者DNA重组，在细菌中表达胰岛素DNA重组技术的元老Prusiner图1-1 患有库鲁病的小孩分子生物学的概念分子生物学概念广义的分子生物学狭义的分子生物学核酸蛋白质核酸广义的分子生物学：蛋白质及核酸等生物大分子结构和功能的研究都属于分子生物学的范畴，即从分子水平阐明生命现象和生物学规律。
狭义的分子生物学：偏重于核酸(基因)的分子生物学，主要研究基因或DNA的复制、转录、表达和调控等过程，也涉及与这些过程相关的蛋白质和酶的结构与功能的研究。
What is Molecular Biology? Molecular biology seeks to explain the relationships between the structure and function of biological molecules and how these relationships contribute to the operation and control of biochemical processes.---Turner et al.Molecular biology is the study of genes andtheir activities at the molecular level, including transcription, translation, DNA replication, recombination and translocation.--- Robert Weaver现代分子生物学--- 朱玉贤、李毅分子生物学是研究核酸、蛋白质等生物大分子的形态、结构特征及其重要性、规律性和相互关系的科学，是人类从分子水平上真正揭示生物世界的奥秘，由被动地适应自然界转向主动地改造和重组自然界的基础学科。
分子生物学的主要研究内容所有生物体中的有机大分子都是以碳原子为核心，并以共价键的形式与氢、氧、氮及磷以不同方式构成的。
不仅如此，一切生物体中的各类有机大分子都是由完全相同的单体，如蛋白质分子中的20种氨基酸、DNA及RNA中的8种碱基所组合而成的，由此产生了分子生物学的3条基本原理：构成生物体有机大分子的单体在不同生物中都是相同的；生物体内一切有机大分子的建成都遵循着各自特定的规则；某一特定生物体所拥有的核酸及蛋白质分子决定了它的属性。
★构成生物大分子的单体是相同的共同的核酸语言共同的蛋白质语言★生物遗传信息的表达的中心法则相同DNARNA polypeptides protein character★生物大分子单体的排列（核苷酸，氨基酸）个性高级结构生物大分子之间的互作分子生物学研究的三大领域* 基因的分子生物学：基因的概念、结构、复制、表(狭义的分子生物学)达、重组、交换* 结构生物学：生物大分子的结构与功能DNA－蛋白质激素和受体生物大分子之间的互作酶和底物* 生物技术理论与应用基因工程、细胞工程、酶工程、发酵工程、蛋白质工程分子生物学的延伸分子生物学分子结构生物学分子细胞生物学分子遗传学分子发育生物学分子免疫学分子数量遗传学分子神经生物学分子病毒学分子生态学分子育种学分子生理学分子进化学分子肿瘤学分子考古学…………….分子生物学已经渗透到生物学的几乎所有领域分子生物学已经成为生命科学领域的带头学科现代生物学的发展数、理、化相关学科渗透交叉生物学实验技术生物学个性共性近代生物学微观生物学宏观生物学（分子生物学为核心）（生态学为核心）细胞水平分子水平生物多样性研究资源保护与利用结构生物学，发育生物学，神经生物学等新兴学科发展工农业生产可持续发展人类生态环境的保护。